A indústria moderna é um vasto gerador de energia térmica, frequentemente perdida sem retorno, dissipando-se no ambiente. Com o crescente foco em tecnologias sustentáveis, cientistas russos da Universidade Nacional de Ciências e Tecnologias MISIS propuseram uma abordagem inovadora para a utilização dessa energia residual. Sua pesquisa, recentemente publicada no Journal of the European Ceramic Society, traz promissoras soluções para converter calor industrial em eletricidade.
A chave dessa inovação está no desenvolvimento de materiais termoelétricos capazes de transformar diretamente energia térmica em eletricidade. Os cientistas da MISIS criaram um material que demonstra características termoelétricas superiores a altas temperaturas, superando os materiais tradicionais. Isso foi alcançado pela otimizacão da porosidade (variando de 10% a 22%), que impacta positivamente a condutividade térmica e eletrétrica do material.
O substrato desse novo composto é a perovskita de manganita de cálcio, enriquecido com marokita, um mineral rico em manganês. Segundo Sergey Yudin, líder do projeto e especialista do Centro de Pesquisa de Nanomateriais Cerâmicos de Engenharia da MISIS, essa abordagem é “mais econômica e ambientalmente amigável, oferecendo ferramentas adicionais para o controle preciso da estrutura e composição dos materiais, permitindo a melhoria direcionada de suas propriedades”.
Os pesquisadores projetam que, em cenários ideais, geradores termoelétricos com esse material possam converter até 20% do calor perdido em eletricidade, elevando a eficiência dos processos industriais e reduzindo as emissões de carbono. Ademais, a metodologia é de fácil escalabilidade, sendo aplicável em países com indústrias desenvolvidas, como EUA, China, Éndia e nações da União Europeia.
A distinção desse novo processo está em sua capacidade de alcançar alta eficiência na conversão de calor em eletricidade, devido à combinação única de porosidade, composição de fase e uniformidade estrutural. “Nosso método exclui a queima prolongada em alta temperatura usada em abordagens tradicionais, tornando-o mais eficiente em termos energéticos e mais fácil de escalar”, acrescenta Zhanna Ermekova, pesquisadora associada.
Nos próximos passos, a equipe planeja testar aditivos otimizados e suas concentrações, analisando o impacto dessas variações nas propriedades termoelétricas do material. Os dados obtidos possibilitarão o desenvolvimento de compostos termoelétricos mais eficientes e estáveis para aplicações em altas temperaturas. O estudo foi apoiado pela Fundação de Ciência da Rússia (subvenção nº 22-79-10278).
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